Question

19．硝土中含有硝酸鎂、硝酸鈣、氯化鈉等物質(zhì)，草木灰的主要成分是碳酸鉀，民間曾用硝土和草木灰作原料來制取硝酸鉀．其主要生產(chǎn)流程如圖1：
硝土和草木灰（加水、攪拌、過濾 ）①生成濾液和濾渣，濾液（加熱蒸發(fā)、過濾）②生成熱濾液和NaCI晶體，熱濾液（冷卻至室溫、過濾）③生成KNO₃晶體和濾液．如此重復(fù)使用④

（1）寫出步驟①中生成MgCO₃沉淀的化學(xué)方程式：Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃，反應(yīng)類型：復(fù)分解反應(yīng)．
（2）步驟④中濾液可重復(fù)使用的理由是濾液中含有較多的KNO₃（或重復(fù)利用濾液中的KNO₃，節(jié)約原料，提高原料的利用率）．
（3）參考圖2，解釋生產(chǎn)流程中用蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl晶體，而用冷卻結(jié)晶得到KNO₃晶體的原因：NaCl的溶解度受溫度變化的影響較小
KNO₃的溶解度受溫度變化的影響較大．
（4）不同植物燃燒得到的草木灰中碳酸鉀的含量不同．為測定玉米桿燃燒得到的草木灰中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某同學(xué)稱取了100g該草木灰，向其中加入足量的稀硫酸，待完全反應(yīng)后，收集到6.6gCO₂氣體（假設(shè)草木灰中其它成分不與酸反應(yīng)）．
求：①100g草木灰中K₂CO₃的質(zhì)量．
②該草木灰中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，硝土中的硝酸鎂、硝酸鈣可與草木炭的主要成分碳酸鉀發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鎂或碳酸鈣沉淀及硝酸鉀；
（2）步驟④中濾液可重復(fù)使用的理由是濾液中含有較多的KNO₃；
（3）由溶解度曲線可知：生產(chǎn)流程中用蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl晶體，而用冷卻結(jié)晶得到KNO₃晶體的原因；
（4）正確書寫化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算碳酸鉀的質(zhì)量；根據(jù)碳酸鉀中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則可求該草木灰中鉀元素的質(zhì)量．

解答 解：（1）由題意“硝土中含有硝酸鎂、硝酸鈣、氯化鈉等物質(zhì)，草木灰的主要成分是碳酸鉀，民間曾用硝土和草木灰作原料來制取硝酸鉀”則可知生成MgCO₃沉淀的化學(xué)方程式Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃；反應(yīng)符合“‘雙交換，價(jià)不變’，內(nèi)項(xiàng)結(jié)合，外項(xiàng)結(jié)合”，反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)；故填：Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃；復(fù)分解反應(yīng)；
（2）降溫結(jié)晶析出晶體后的溶液仍為該溶質(zhì)的飽和溶液，因此，濾液中還較有較多的硝酸鉀，通過再次操作可繼續(xù)獲得硝酸鉀晶體；故填：濾液中含有較多的KNO₃（或重復(fù)利用濾液中的KNO₃，節(jié)約原料，提高原料的利用率）；
（3）解釋生產(chǎn)流程中用蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl晶體，而用冷卻結(jié)晶得到KNO₃晶體的原因：NaCl的溶解度受溫度變化的影響較小，KNO₃的溶解度受溫度變化的影響較大；故填：NaCl的溶解度受溫度變化的影響較小；KNO₃的溶解度受溫度變化的影響較大；
（4）解：設(shè)碳酸鉀的質(zhì)量為x，其中鉀元素的質(zhì)量為y，．
K₂CO₃+H₂SO₄═K₂SO₄+H₂O+CO₂↑
138                   44
x                     6.6g
$\frac{138}{44}=\frac{x}{6.6g}$
解得x=20.7g
鉀元素的質(zhì)量為$\frac{78}{138}×100%$×20.7g=11.7g
鉀元素在草木灰中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{11.7g}{100g}$×100%=11.7%
答：碳酸鉀質(zhì)量為20.7克，鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.7%．
故答案為：100g草木灰中碳酸鉀質(zhì)量為20.7克，該草木灰中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.7%．

點(diǎn)評(píng) 了解物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備的方法及注意事項(xiàng)；正確讀取和利用溶解度曲線，學(xué)會(huì)處理此類題目；正確計(jì)算有關(guān)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的題目．